」2」」1**(1.,黑龍江哈爾濱;2.,黑龍江哈爾濱)
中圖分類號:S781 文獻標識碼:A 文章編號:1001-9499(2025)04-0068-03
Effect of Impregnation Technology on Properties of Poplar Reconstituted Wood
CUI Lidong1HE Dan2 ZHANGYe1LIU Haoyang1HANGHaibing** (1.Heilongjiang Provincial Institute of Wood Science,Heilongjiang Harbin 15oo81;2.Harbin Far East Institute of Technology,Heilongjiang Harbin )
AbstractEffects of impregnation concentration,impregnation time and impregnation temperature on static bending strength and elastic modulus of poplar reconstituted wood were studied.it was showed impregnation concentrationand impregnation time have litle influence on the static bending strength,and elastic modulus was increasing firstly and then decreasing by experimental results.static bending strength was increasing firstly and then decreasing with impregnation temperature,but impregnation temperature has little influence on the elastic modulus.
Key wordsphenolic adhesive;recombinant wood;impregnation
重組木的設(shè)想起源于1973年[1-3],是80年代由澳大利亞首創(chuàng)的一種新型人造實體木材[4],它是將速生小徑材、枝丫材及制材邊角料等廉價質(zhì)地材料經(jīng)碾搓設(shè)備加工成橫向不斷裂,縱向松散而又交錯相連的網(wǎng)狀木束,再經(jīng)干燥、鋪裝、施膠和熱壓而制成的[5]。楊木是我國主要的速生樹種,由于材質(zhì)軟、易變形,難以直接實木化利用,而重組木作為楊木高效、高值化利用的重要途經(jīng)之一[6]。
重組后的木材性能提升明顯,可以有效的提高物理力學(xué)性能如強度、硬度、尺寸穩(wěn)定性等。通過重組材技術(shù)加工成高性能材料后,可以替代部分昂貴的實木或其他合成材料,提高產(chǎn)品的附加值,為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益。本文主要以酚醛膠粘劑浸漬楊木制作成重組材,著重研究了浸漬濃度、時間和溫度對重組材性能的影響。
1實驗材料與方法
1.1實驗材料與設(shè)備
楊木木條:長 500mm. 寬 15mm 厚 1.8mm ,含水率 8% 。
酚醛樹脂膠粘劑,自制,固體含量 46% , pH 值11.15。
壓機,天平,烘箱,冷壓模具,帶鋸,力學(xué)試驗機等。
1. 2 工藝流程
干燥 $$ 稱重 $$ 浸膠 $$ 組胚 $$ 熱壓 $$ 試件處理具體步驟:將楊木木條干燥,使干燥后木條含水率控制約 8% ;每個試件用木條統(tǒng)一稱重,使試件重量一致;將木條按照實驗設(shè)計方案常壓浸漬;浸漬后在 50% 烘箱中烘干;采用手工順紋鋪裝方式組胚,放入模具中熱壓,成型。在室溫條件下放置兩天,制成規(guī)定尺寸試件。
1.3 實驗設(shè)計
采用均勻設(shè)計方法,以浸漬濃度、浸漬時間以及浸漬溫度為實驗的三個因素,研究重組木彈性模量和靜曲強度的影響。
(1)浸漬濃度 (X1) :設(shè)計為 10%15%.20% 25% 和 30% ,5個水平;
(2)浸漬時間 (X2) :設(shè)計為5、10、15、20、25、30min,6 個水平;
(3)浸漬溫度 (X3) :設(shè)計為 15°C,25°C 和 35°C ,3個水平;
(4)彈性模量 (Y1)
(5)靜曲強度 (Y2) 。
1. 4 測試方法
靜曲強度與彈性模量測試參照LY/T2916-2017《單板條層積材》標準測試。
2 結(jié)果與分析
本次實驗采用混合均勻?qū)嶒炘O(shè)計,共9次實驗,實驗數(shù)據(jù)結(jié)果見表1,浸漬實驗因素對實驗結(jié)果的影響結(jié)果見圖1。
2.1浸漬濃度、浸漬時間對靜曲強度和彈性模量的影響
由圖2可知,浸漬濃度由 10% 增加到 30% 時,對彈性模量影響較小,彈性模量在 10306MPa 附近,靜曲強度變化則較為明顯,浸漬濃度在 20% 附近靜曲強度較高。從圖1(a)、(b)中也發(fā)現(xiàn)了與圖2呈現(xiàn)規(guī)律一致,彈性模量隨著浸漬濃度增加呈現(xiàn)上漲的規(guī)律,但是幅度較小,靜曲強度隨著浸漬濃度的增加呈現(xiàn)先增加后減少趨勢,浸漬濃度在 20% 附近強度最高;彈性模量隨浸漬時間的增加而增加,增加幅度較小,靜曲強度呈現(xiàn)先增加后降低趨勢,浸漬時間在 15-25min 時,靜曲強度較高,結(jié)合圖1中(c)(d)中顯示信息與圖2中信息相符合。
2.2浸漬濃度、浸漬溫度對靜曲強度和彈性模量的影響
由圖3可知,浸漬濃度增加時彈性模量也隨之增加,增加幅度較小,靜曲強度呈現(xiàn)先增加后減少趨勢,且 15%-25% 濃度時強度最大,這與圖2中呈現(xiàn)的規(guī)律一致。彈性模量隨浸漬溫度的升高而先增加后降低,浸漬溫度在 25% 附近最高,浸漬溫度從 15°C 上升到 35°C 過程中,靜曲強度所在區(qū)域變化不大,可見浸漬溫度對靜曲強度影響不大。
2.3浸漬時間、浸漬溫度對靜曲強度和彈性模量的影響
由圖4可知,隨著浸漬時間的增加,彈性模量也隨之增加,增加幅度較小。靜曲強度隨浸漬時間的提高呈現(xiàn)先增加后減少趨勢,浸漬時間 20min 附近靜曲強度最高;浸漬溫度從 15°C 提高到 35°C ,彈性模量先增加后減少,靜曲強度略有降低。圖1(e)、(f中也呈現(xiàn)這種趨勢。
3結(jié)論
運用均勻設(shè)計方法對酚醛膠粘劑浸漬楊木制重組材進行實驗研究,并對實驗結(jié)果進行總結(jié),得出以下結(jié)論:
3.1在本實驗范圍內(nèi),浸漬濃度在 10%-30% 時,楊木重組材的彈性模量隨之增加,但增加量不大;對靜曲強度呈現(xiàn)先增加后降低,浸漬濃度在 20% 附近強度靜曲較高。
3.2浸漬時間在 5-30min 內(nèi),隨著浸漬時間增加楊木重組材彈性模量略有增加,增加量不大;對靜曲強度影響較為明顯,呈現(xiàn)先增加后降低,浸漬時間為 15-25min 強度最好。
3.3浸漬溫度從 15-35°C ,隨著浸漬溫度的升高楊木重組材模量呈現(xiàn)先增加后降低,在 20-25°C 之間彈性模量最高,且浸漬溫度 25-35°C 彈性模量下降幅度較大。
參考文獻
[1]李堅.新型木材[M].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社,1993.
[2]王建和.新型建筑結(jié)構(gòu)材-重組木[J].建筑人造板,1990(3):41-43.
[3] William A.Scholes.Scholes.Scrimber:another way to stretch timbersupply[J].World wood,1990(10):38-40.
[4] 金維洙,馬巖.重組木制造工藝學(xué)[M].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社,1998.
[5]賀穎奇,張亞梅,余養(yǎng)倫,等.壓縮率和施膠量對毛白楊重組木干態(tài)和濕態(tài)表面粗糙度的影響[J].木材科學(xué)與技術(shù),2024,38(2):51- 59.